細胞社會的聯(lián)系細胞連接細胞粘著和細胞外基質(zhì)用演示文稿

細胞社會的聯(lián)系細胞連接細胞粘著和細胞外基質(zhì)用演示文稿當前1頁，總共69頁。（優(yōu)選）細胞社會的聯(lián)系細胞連接細胞粘著和細胞外基質(zhì)用當前2頁，總共69頁。（2）錨定連接★錨定連接在組織內(nèi)分布很廣泛,在上皮組織、心肌和子宮頸等組織中含量尤為豐富★錨定連接有2種不同的形式：（1）與中間纖維相連的橋粒與半橋粒；（2）與肌動蛋白相連的粘合帶和粘合斑橋粒與半橋粒粘合帶與粘合斑

當前3頁，總共69頁。橋粒與半橋粒 橋粒:

鉚接相鄰細胞，提供細胞內(nèi)中間纖維的錨定位點，形成整體網(wǎng)絡(luò)，起支持和抵抗外界壓力與張力的作用。 半橋粒:半橋粒與橋粒形態(tài)類似,但功能和化學組成不同。它通過細胞質(zhì)膜上的膜蛋白整合素將上皮細胞固著在基底膜上,

在半橋粒中，中間纖維不是穿過而是終止于半橋粒的致密斑內(nèi)。當前4頁，總共69頁。粘合帶：位于緊密連接下方,相鄰細胞間形成一個連續(xù)的帶狀結(jié)構(gòu)。間隙約15～20nm,也稱帶狀橋粒

(beltdesmosome)。粘合斑:細胞通過肌動蛋白纖維和整連蛋白與細胞外基質(zhì)之間的連接方式。粘合帶與粘合斑當前5頁，總共69頁。（3）通訊連接間隙連接(gapjunction)

分布廣泛，幾乎所有的動物組織中都存在間隙連接。胞間連絲(plasmodesmata)

高等植物細胞之間通過胞間連絲相互連接,完成細胞間的通訊聯(lián)絡(luò)。神經(jīng)細胞間的化學突觸(chemicalsynapse)

存在于可興奮細胞之間的細胞連接方式,它通過釋放神經(jīng)遞質(zhì)來傳導(dǎo)神經(jīng)沖動。當前6頁，總共69頁。間隙連接結(jié)構(gòu)與成分功能間隙連接通透性的調(diào)節(jié)當前7頁，總共69頁。間隙連接結(jié)構(gòu)間隙連接處相鄰細胞質(zhì)膜間的間隙為2～3nm。連接子(connexon)是間隙連接的基本單位。每個連接子由6個connexin分子組成。連接子中心形成一個直徑約1.5nm的孔道。連接單位由兩個連接子對接構(gòu)成。當前8頁，總共69頁。間隙連接的成分已分離20余種構(gòu)成連接子的蛋白,屬同一蛋白家族,其分子量26-60KD不等。連接子蛋白具有4個α-螺旋的跨膜區(qū)，是該蛋白家族最保守的區(qū)域。連接子蛋白的一級結(jié)構(gòu)都比較保守,并有相似的抗原性。不同類型細胞表達不同的連接子蛋白，間隙連接的孔徑與調(diào)控機制有所不同。當前9頁，總共69頁。間隙連接的功能及其調(diào)節(jié)機制間隙連接在代謝偶聯(lián)中的作用

●間隙連接允許小分子代謝物和信號分子通過,是細胞間代謝偶聯(lián)的基礎(chǔ)；

●代謝偶聯(lián)現(xiàn)象在體外培養(yǎng)細胞中的證實；

●代謝偶聯(lián)作用在協(xié)調(diào)細胞群體的生物學功能方面起重要作用。

間隙連接在神經(jīng)沖動信息傳遞過程中的作用

●

電突觸(electronicjunction)快速實現(xiàn)細胞間信號通訊●間隙連接調(diào)節(jié)和修飾相互獨立的神經(jīng)元群的行為

間隙連接在早期胚胎發(fā)育和細胞分化過程中的作用

●胚胎發(fā)育中細胞間的偶聯(lián)提供信號物質(zhì)的通路,從而為某一特定細胞提供它的“位置信息”，并根據(jù)其位置影響其分化?！衲[瘤細胞之間間隙的連接明顯減少或消失，間隙聯(lián)接類似

“腫瘤抑制因子”。當前10頁，總共69頁。間隙連接的通透性是可以調(diào)節(jié)的

降低胞質(zhì)中的pH值和提高自由Ca2+的濃度

都可以使其通透性降低間隙連接的通透性受兩側(cè)電壓梯度的調(diào)控及細胞外化學信號的調(diào)控當前11頁，總共69頁。胞間連絲胞間連絲結(jié)構(gòu)

相鄰細胞質(zhì)膜共同構(gòu)成的直徑20-40nm的管狀結(jié)構(gòu)胞間連絲的功能

實現(xiàn)細胞間由信號介導(dǎo)的物質(zhì)有擇性的轉(zhuǎn)運；

實現(xiàn)細胞間的電傳導(dǎo)；

在發(fā)育過程中，胞間連絲結(jié)構(gòu)的改變可以調(diào)節(jié)植物細胞間的物質(zhì)運輸。當前12頁，總共69頁。第二節(jié)細胞粘著及其分子基礎(chǔ)

同種類型細胞間的彼此粘連是許多組織結(jié)構(gòu)的基本特征。細胞與細胞間的粘連是由特定的細胞粘連分子所介導(dǎo)的。

★粘連分子的特征粘連分子均為整合膜蛋白，在胞內(nèi)與細胞骨架成分相連；多數(shù)要依賴Ca2+或Mg2+才起作用；

鈣粘素（Cadherins）（鈣粘蛋白）選擇素（Selectin）免疫球蛋白超家族的CAM(Ig-Superfamily，IgSF)整合素（Integrins）（整聯(lián)蛋白）

當前13頁，總共69頁。

鈣粘素（Cadherins）

屬同親性依賴Ca2+的細胞粘連糖蛋白，介導(dǎo)依賴Ca2+的細胞粘著和從ECM到細胞質(zhì)傳遞信號。對胚胎發(fā)育中的細胞識別、遷移和組織分化以及成體組織器官構(gòu)成具有重要作用。

30多個成員的糖蛋白家族，如：

E-Cadherins(epithelial)：上皮細胞；

N-Cadherins(neural)：神經(jīng)、心臟、骨骼肌及成纖維細胞；

P-Cadherins(placental)：胎盤、表皮；

VE-Cadherins(placental)：內(nèi)皮細胞；橋粒鈣粘素當前14頁，總共69頁。當前15頁，總共69頁。

選擇素（Selectin）屬異親性依賴于Ca2+的能與特異糖基識別并相結(jié)合的糖蛋白，其胞外部分具有凝集素樣結(jié)構(gòu)域(lectin-likedomain)。主要參與白細胞與脈管內(nèi)皮細胞之間的識別與粘著。

P(Platelet)選擇素、E(Endothelial)選擇素和L(Leukocyte)選擇素。當前16頁，總共69頁。當前17頁，總共69頁。

分子結(jié)構(gòu)中具有與免疫球蛋白類似的結(jié)構(gòu)域的CAM超家族。介導(dǎo)同親性細胞粘著或介導(dǎo)異親性細胞粘著,但其粘著作用不依賴Ca2+。其中N-CAMs在神經(jīng)組織細胞間的粘著中起主要作用。免疫球蛋白超家族

（Ig-Superfamily，IgSF）當前18頁，總共69頁。當前19頁，總共69頁。

由和兩個亞基形成的異源二聚體糖蛋白。人體細胞中已發(fā)現(xiàn)16種鏈和8種鏈，它們相互配合形成22種不同的二聚體整合素，可與不同的配基結(jié)合，從而介導(dǎo)細胞與基質(zhì)、細胞與細胞之間的粘著。整聯(lián)蛋白介導(dǎo)細胞與胞外基質(zhì)粘著的典型結(jié)構(gòu)有粘合斑和半橋粒。整聯(lián)蛋白還可以作為受體介導(dǎo)信號從細胞外環(huán)境到細胞內(nèi)的傳導(dǎo)。整合素（Integrins）（整聯(lián)蛋白）當前20頁，總共69頁。當前21頁，總共69頁。第三節(jié)

細胞外基質(zhì)

基本概念

膠原(collagen)彈性蛋白(elastin)糖胺聚糖和蛋白聚糖

層粘連蛋白和纖粘連蛋白

細胞外被(cellcoat)又稱糖萼(glycocalyx)植物細胞壁

當前22頁，總共69頁。一、基本概念●細胞外基質(zhì)(extracellularmatrix)

指分布于細胞外空間,由細胞分泌的蛋白和多糖所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?！裰饕δ?/p>

構(gòu)成支持細胞的框架，負責組織的構(gòu)建；

胞外基質(zhì)三維結(jié)構(gòu)及成份的變化,改變細 胞微環(huán)境從而對細胞形態(tài)、生長、分裂、 分化和凋亡起重要的調(diào)控作用。

胞外基質(zhì)的信號功能真核細胞的細胞外結(jié)構(gòu)（extracellularstructures）當前23頁，總共69頁。二、膠原(collagen)★膠原是胞外基質(zhì)最基本結(jié)構(gòu)成份之一，動物體內(nèi)含量最豐富的蛋白（總量的30％以上）。類型分子結(jié)構(gòu)

膠原的合成與組裝膠原的功能

當前24頁，總共69頁。四、糖胺聚糖和蛋白聚糖糖胺聚糖(glycosaminoglycan,GAGs)蛋白聚糖(proteoglycan)當前25頁，總共69頁。五、層粘連蛋白和纖連蛋白層粘連蛋白(laminin)纖連蛋白(fibronectin)當前26頁，總共69頁。三、彈性蛋白(elastin)彈性蛋白是彈性纖維的主要成分；主要存在于脈管壁及肺。彈性纖維與膠原纖維共同存在,分別賦予組織以彈性及抗張性。彈性蛋白是高度疏水的非糖基化蛋白，具有兩個明顯的特征: 構(gòu)象呈無規(guī)則卷曲狀態(tài); 通過Lys殘基相互交連成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。當前27頁，總共69頁。七、植物細胞壁

植物細胞壁的組成

植物細胞壁的功能增加細胞強度，提供支持功能；信息儲存庫的功能：產(chǎn)生多種寡糖素作為信號物質(zhì)，或抵抗病、蟲害，或作為細胞生長和發(fā)育的信號物質(zhì)。

當前28頁，總共69頁。六、細胞外被(cellcoat)又稱糖萼(glycocalyx)結(jié)構(gòu)組成指細胞質(zhì)膜外表面覆蓋的一層粘多糖物質(zhì)，實際指細胞表面與質(zhì)膜中的蛋白或脂類分子共價結(jié)合的寡糖鏈。功能 不僅對膜蛋白起保護作用,而且在細胞識別中起重要作用。當前29頁，總共69頁。真核細胞的細胞外結(jié)構(gòu)（extracellularstructures）

生物種類細胞外結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)纖維水化基質(zhì)組分粘連分子動物細胞植物細胞細胞外基質(zhì)細胞壁膠原彈性蛋白纖維素蛋白聚糖半纖維素伸展蛋白纖粘連蛋白層粘連蛋白果膠質(zhì)當前30頁，總共69頁。膠原類型膠原是細胞外基質(zhì)中最主要的水不溶性纖維蛋白；Ⅰ～Ⅲ型膠原含量最豐富,形成類似的纖維結(jié)構(gòu)；但并非所有膠原都形成纖維； Ⅰ型膠原纖維束,主要分布于皮膚、肌腱、韌帶及骨中,具有很強的抗張強度; Ⅱ型膠原主要存在于軟骨中; Ⅲ型膠原形成微細的原纖維網(wǎng),廣泛分布于 伸展性的組織,如疏松結(jié)締組織; Ⅳ型膠原形成二維網(wǎng)格樣結(jié)構(gòu),是基膜的主要成分及支架。當前31頁，總共69頁。分子結(jié)構(gòu)

膠原纖維的基本結(jié)構(gòu)單位是原膠原；原膠原是由三條肽鏈盤繞成的三股螺旋結(jié)構(gòu)；原膠原肽鏈具有Gly-x-y重復(fù)序列，對膠原纖維的高級結(jié)構(gòu)的形成是重要的；在膠原纖維內(nèi)部,原膠原蛋白分子呈1/4交替平行排列,形成周期性橫紋。當前32頁，總共69頁。膠原的合成與組裝

前體肽鏈在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成，并形成前原膠原 (preprocollagen)； 前原膠原(preprocollagen)是原膠原的前體和分泌形式，在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成、加工與組裝，經(jīng)高爾基體分泌；前原膠原在細胞外由兩種專一性不同的蛋白水解酶作用,分別切去N-末端前肽及C-末端前肽,成為原膠原（procollagen）；原膠原進而聚合裝配成膠原原纖維（collagenfibril）和膠原纖維（collagenfiber）。

當前33頁，總共69頁。膠原的功能

膠原在胞外基質(zhì)中含量最高,剛性及抗張力強度最大,構(gòu)成細胞外基質(zhì)的骨架結(jié)構(gòu),細胞外基質(zhì)中的其它組分通過與膠原結(jié)合形成結(jié)構(gòu)與功能的復(fù)合體。在不同組織中，膠原組裝成不同的纖維形式,以適應(yīng)特定功能的需要；膠原可被膠原酶特異降解，而參入到胞外基質(zhì)信號傳遞的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中。當前34頁，總共69頁。糖胺聚糖糖胺聚糖是由重復(fù)的二糖單位構(gòu)成的長鏈多糖 二糖單位之一是氨基己糖

(氨基葡萄糖或氨基半乳糖)+糖醛酸; 糖胺聚糖:透明質(zhì)酸、4-硫酸軟骨素、6-硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、硫酸乙酰肝素、肝素和硫酸角質(zhì)素等。透明質(zhì)酸(hyaluronicacid)及其生物學功能 透明質(zhì)酸是增殖細胞和遷移細胞的胞外基質(zhì)主要成分,也是蛋白聚糖的主要結(jié)構(gòu)組分 透明質(zhì)酸在結(jié)締組織中起強化、彈性和潤滑作用 透明質(zhì)酸使細胞保持彼此分離,使細胞易于運動遷移和增殖并阻止細胞分化當前35頁，總共69頁。蛋白聚糖蛋白聚糖見于所有結(jié)締組織和細胞外基質(zhì)及許多細胞表面蛋白聚糖由氨基聚糖與核心蛋白(coreprotein)的絲氨酸殘基共價連接形成的巨分子若干蛋白聚糖單體借連接蛋白以非共價鍵與透明質(zhì)酸結(jié)合形成多聚體蛋白聚糖的特性與功能 顯著特點是多態(tài)性：不同的核心蛋白,不同的糖基聚糖； 軟骨中的蛋白聚糖是最大巨分子之一,賦予軟骨以凝膠樣特性和抗變形能力； 蛋白聚糖可視為細胞外的激素富集與儲存庫，可與多種生長因子結(jié)合，完成信號的傳導(dǎo)。當前36頁，總共69頁。層粘連蛋白(laminin)層粘連蛋白是高分子糖蛋白（820KD）,動物胚胎及成體組織的基膜的主要結(jié)構(gòu)組分之一；層粘連蛋白的結(jié)構(gòu)由一條重鏈和兩條輕鏈構(gòu)成 細胞通過層粘連蛋白錨定于基膜上； 層粘連蛋白中至少存在兩個不同的受體結(jié)合部位：

與Ⅳ型膠原的結(jié)合部位；

與細胞質(zhì)膜上的整合素結(jié)合的

Arg-Gly-Asp(R-G-D)序列。層粘連蛋白在胚胎發(fā)育及組織分化中具有重要作用；層粘連蛋白也與腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移有關(guān)。當前37頁，總共69頁。纖連蛋白(fibronectin)纖連蛋白是高分子量糖蛋白（220-250KD）纖連蛋白分型：纖連蛋白的主要功能： 介導(dǎo)細胞粘著，進而調(diào)節(jié)細胞的形狀和細胞骨 架的組織,促進細胞鋪展；在胚胎發(fā)生過程中,纖連蛋白對于許多類型細胞的遷移和分化是必須的；在創(chuàng)傷修復(fù)中,纖連蛋白促進巨噬細胞和其它免疫細胞遷移到受損部位；在血凝塊形成中,纖連蛋白促進血小板附著于血管受損部位。當前38頁，總共69頁。血漿纖連蛋白是二聚體,由兩條相似的A鏈及

B鏈組成,整個分子呈V形。細胞纖連蛋白是多聚體。纖連蛋白不同的亞單位為同一基因的表達產(chǎn)物,每個亞單位由數(shù)個結(jié)構(gòu)域構(gòu)成，RGD三肽序列是為細胞識別的最小結(jié)構(gòu)單位纖連蛋白的膜蛋白受體為整合素家族成員之一,在其細胞外功能區(qū)有與RGD高親和性結(jié)合部位。當前39頁，總共69頁。植物細胞壁的組成纖維素分子纖維素微原纖維（microfibril）,

為細胞壁提供了抗張強度半纖維素（hemicellulose）:木糖、半乳糖和葡萄糖等組成的高度分支的多糖